Einphasen-Wechselstrommotor. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zum Zwecke der Beleuchtung von Maschinen, Lampen mit niedrigerer Spannung zu be nutzen, als sie gewöhnlich für allgemeine Beleuchtungszwecke abgegeben wird, da der artige Niederspannungslampen starke Heiz- fäden haben und einer rauhen Behandlung widerstehen.
Um die Notwendigkeit der An ordnung einer zusätzlichen Niederspannungs verteileranlage oder einer Vielzahl von Nie- derspannungs - Beleuchtungstransformatoren zu vermeiden, ist weiterhin schon vorgeschla gen worden, die einzelnen Antriebsmotore für die Maschinen mit einer oder mehreren Anzapfungen zu versehen, von denen ein nie dergespannter Strom zum Speisen einer ein zelnen Niederspannungslampe erhalten wer den kann.
Bei der Verwendung derartiger Hilfsmit tel haben sich jedoch Schwierigkeiten zur Schaffung einer zufriedenstellenden Beleuch tung ergeben, da, wie sich in vielen Fällen herausgestellt hat, die Beleuchtung in stören dem Masse schwankt, wenn die auf den Motor wirkende Belastung geändert wird, was ins besondere dann gilt, wenn der Motor plötz lich belastet wird, beispielsweise, wenn eine Nähmaschine durch die Wirkung einer Rei bungskupplung mit ihrem Antrieb gekuppelt wird.
Die Erfindung hat den Zweck, einen Einphasen-Wechselstrommotor zu schaffen. der für die Beleuchtung bestimmte Nieder spannungsanzapfungen besitzt, die derart an gebracht sind, dass Spannungsschwankungen in dem Beleuchtungsstromkreis auf ein Min destmass vermindert werden.
Gemäss der Erfindung wird der ange strebte Zweck dadurch erreicht, dass die Nie derspannungsanzapfungen von der Haupt- oder Erregerwicklung des Ständers des Mo tors derart abgenommen werden, dass nur Windungen einer Spule überbrückt werden, die symmetrisch in bezug auf den magneti- sehen Mittelpunkt einer Polgruppe von -Spu len angeordnet ist und deren Wickelschritt wenigstens ebenso gross ist wie der irgend einer andern Spule der Gruppe, zu der sie gehört.
Die Erfindung wird anhand der Zeich nung beispielsweise näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Einphasen-Kondensatormotors; Fig. 2 ist ein Schema der angezapften Ständerwicklung des in Fig. 1 dargestellten Motors; Fig. 3 zeigt ein Schema einer abgeänder ten Mittelspule einer der Polgruppen von Spulen der in Fig. 2 dargestellten Haupt wicklung; Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines Einphasen-Repulsionsmotors; Fig. 5 ist ein Schema der angezapften Ständerwicklung des in Fig. 4 wiedergege benen Motors.
Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Motor ist mit dem üblichen Kurzschluss- oder Käfiganker 1 und der Ständerhauptwicklung 2 versehen, die an das Netz L1, L2 ange schlossen ist. Zur Hauptwicklung 2 ist die Hilfswicklung 3 um<B>90'</B> elektrisch verscho ben angeordnet, welch letztere in Reihe mit dem Kondensator 4 an die Enden der Haupt wicklung 2 angeschlossen ist, um das ge wünschte Anlaufdrehmoment in dem Läufer hervorzurufen, wobei das Läuferdrehmoment in bekannter Weise durch Vertauschen der Verbindungen entweder zur Hauptwicklung oder zur Hilfswicklung umgekehrt werden kann.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Haupt wicklung 2 und die um 90 zu ihr verscho bene Hilfswicklung 3 als Schleifenwicklun gen ausgebildet sind. Jede Wicklung setzt sich aus einer ungeraden Zahl von Spulen gleichen Wickelschrittes zusammen, die in Polgruppen angeordnet sind, von denen eine bei 5 angedeutet ist, deren magnetischer Mittelpunkt bei N innerhalb einer solchen Gruppe liegt. Die für die Beleuchtung be stimmten Niederspannungsanzapfungen 6, die mit der Hauptwicklung 2 verbunden sind, überbrücken nur die Mittelspule 7 der Spulengruppe 5, wobei die Mittelspule 7 in bezug auf den magnetischen Mittelpunkt N der Spulengruppe 5 symmetrisch angeordnet ist.
Für den Fall, dass die an der Mittelspule 7 erzeugte Spannung zu niedrig ist, muss die Zahl ihrer Windungen erhöht werden. Falls die Spannung zu hoch ist, können An zapfungen 6', die nur einen Teil der Gesamt windungszahl der Mittelspule 7 überbrücken, herausgeführt werden (Fig. 3).
Zu bemerken ist, dass, wenn die Windun gen der Hauptwicklung, die durch die Nie derspannungsanzapfungen für die Beleuch tung überbrückt werden, symmetrisch in bezug auf den magnetischen Mittelpunkt einer Polgruppe der Hauptwicklungsspulen angeordnet sind, eine rückwirkende Verschie bung des Feldes unter Belastungsbedingun gen in bezug auf die angezapfte Spule die gleiche für beide Drehrichtungen des Motors ist.
In den Fig. 4 und 5 ist die Anwendung der Erfindung bei einem Repulsionsinduk tionsmotor wiedergegeben, der einen Anker S mit kurzgeschlossenen Kommutatorbür sten 9 hat. Die Haupterregerwicklung 10 ist an das Netz Li, L2 angeschlossen. Die Hauptwicklung 10 ist von derjenigen Art, die Polgruppen von konzentrischen Spulen besitzt, und eine dieser Gruppen ist mit 11 bezeichnet. Bei dem dargestellten besonderen Ausführungsbeispiel sind drei Spulen 12, 13, 14 per Polgruppe vorhanden.
Alle diese Spu len sind in bezug auf den von ihnen um fassten magnetischen Mittelpunkt S symme trisch angeordnet, haben jedoch voneinander abweichende Wickelschritte, indem die innere Spule 12 zwei Ständerzähne, die Zwischen spule 13 vier Ständerzähne und die äussere Spule 14 sechs Ständerzähne einschliesst.
In diesem Fall ist die äussere Spule 14 für die für die Beleuchtung bestimmten Niederspan nungsanzapfungen 15 gewählt, die so viele Windungen der !Spule 14 überbrücken kön nen, als nötig ist, um ,die gewünschte Nie derspannung zu erhalten. In Fig. 5 ist an genommen, dass die gesamte Spule 14 durch die Niederspannungsanzapfungen 15 über brückt ist. Das Anlaufdrehmoment und die Drehrichtung des Läufers 8 werden durch die Stellung der kurzgeschlossenen Bürsten 9 bestimmt.
Es ist wichtig, dass die angezapfte Spule von grösster Reichweite ist, das heisst sie soll einen grösstmöglichen Teil der Polfläche um spannen. Je grösser die Reichweite ist, desto geringer ist die Spannungsschwankung unter plötzlicher Belastung, welche von der Ver schiebung des Feldes aus der von der ange zapften Spule umfassten Polfläche herrührt. Wenn eine konzentrische Wicklung ange wandt wird wie in Fig. 5. so sind alle Spu len einer polaren Gruppe konzentrisch und relativ zur polaren Fläche zentrisch. Es wird daher die längste Spule angezapft.
Wenn eine Überlappungswicklung ver wendet wird, wie in Fig. 2, so besitzen die Spulen gleiche Reichweite und ist keine grösste Spule vorhanden. Es wird daher die zentrale Spule 7 angezapft. Wenn die zen trale Spule angezapft wird, was zur Siche rung ausgeglichener Bedingungen für jede Drehrichtung der Fall sein muss, wurde ge funden, dass störende Spannungsschwankun gen bei sich ändernden Belastungsbedingun gen am Motor nicht auftreten.
Single-phase AC motor. It has already been proposed, for the purpose of lighting machines, to use lamps with lower voltage than is usually given for general lighting purposes, since such low-voltage lamps have strong filaments and withstand rough handling.
In order to avoid the need to arrange an additional low-voltage distribution system or a large number of low-voltage lighting transformers, it has also been proposed to provide the individual drive motors for the machines with one or more taps, one of which is a low-voltage current to the Eating a single low-voltage lamp can be obtained.
When using such auxiliaries tel, however, difficulties have arisen in creating a satisfactory lighting device, since, as has been found in many cases, the lighting fluctuates in disturbing the mass when the load acting on the engine is changed, which in particular then applies when the motor is suddenly loaded, for example when a sewing machine is coupled to its drive by the action of a friction clutch.
The invention aims to provide a single-phase alternating current motor. which has low-voltage taps intended for lighting, which are attached in such a way that voltage fluctuations in the lighting circuit are reduced to a minimum.
According to the invention, the intended purpose is achieved in that the low voltage taps are removed from the main or excitation winding of the stator of the motor in such a way that only turns of a coil are bridged that are symmetrical with respect to the magnetic center of a pole group von -Spu len is arranged and the winding pitch is at least as large as that of any other coil of the group to which it belongs.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing voltage, for example.
Fig. 1 is a schematic illustration of a single phase capacitor motor; Figure 2 is a schematic of the tapped stator winding of the motor shown in Figure 1; Fig. 3 shows a diagram of an altered center coil of one of the pole groups of coils of the main winding shown in Fig. 2; Figure 4 is a schematic representation of a single phase repulsion motor; FIG. 5 is a diagram of the tapped stator winding of the motor shown in FIG. 4.
The motor shown in Figs. 1, 2 and 3 is provided with the usual short-circuit or squirrel cage armature 1 and the stator main winding 2, which is connected to the network L1, L2. To the main winding 2, the auxiliary winding 3 is arranged electrically shifted by <B> 90 '</B>, the latter being connected in series with the capacitor 4 to the ends of the main winding 2 in order to produce the desired starting torque in the rotor, whereby the rotor torque can be reversed in a known manner by interchanging the connections either to the main winding or to the auxiliary winding.
From Fig. 2 it can be seen that the main winding 2 and the auxiliary winding 3, which is offset by 90 relative to it, are designed as loop windings. Each winding is composed of an odd number of coils with the same winding pitch, which are arranged in pole groups, one of which is indicated at 5, the magnetic center of which lies at N within such a group. The low-voltage taps 6, which are intended for lighting and are connected to the main winding 2, only bridge the center coil 7 of the coil group 5, the center coil 7 being arranged symmetrically with respect to the magnetic center N of the coil group 5.
In the event that the voltage generated at the center coil 7 is too low, the number of its turns must be increased. If the voltage is too high, taps 6 ', which bridge only part of the total number of turns of the center coil 7, can be brought out (Fig. 3).
It should be noted that if the windings of the main winding, which are bridged by the low voltage taps for the lighting, are arranged symmetrically with respect to the magnetic center of a pole group of the main winding coils, a retroactive shift of the field under load conditions with respect on the tapped coil is the same for both directions of rotation of the motor.
4 and 5, the application of the invention to a repulsion induction motor is shown, which has an armature S with short-circuited Kommutatorbür most 9 has. The main excitation winding 10 is connected to the network Li, L2. The main winding 10 is of the type having groups of poles of concentric coils, and one of these groups is designated 11. In the particular embodiment shown, there are three coils 12, 13, 14 per pole group.
All of these coils are symmetrically arranged with respect to the magnetic center S made by them, but have different winding steps in that the inner coil 12 includes two stator teeth, the intermediate coil 13 includes four stator teeth and the outer coil 14 includes six stator teeth.
In this case, the outer coil 14 is selected for the low-voltage taps 15 intended for lighting, which can bridge as many turns of the coil 14 as is necessary to obtain the desired low-voltage. In Fig. 5 it is assumed that the entire coil 14 is bridged by the low-voltage taps 15. The starting torque and the direction of rotation of the rotor 8 are determined by the position of the short-circuited brushes 9.
It is important that the tapped coil has the greatest possible range, i.e. it should span the largest possible part of the pole face. The greater the range, the smaller the voltage fluctuation under sudden load, which results from the displacement of the field from the pole face encompassed by the tapped coil. If a concentric winding is applied as in Fig. 5. then all coils of a polar group are concentric and centric relative to the polar surface. The longest coil is therefore tapped.
If an overlap winding is used, as in FIG. 2, the coils have the same range and there is no largest coil. The central coil 7 is therefore tapped. If the central coil is tapped, which must be the case to ensure balanced conditions for each direction of rotation, it was found that disruptive voltage fluctuations do not occur when the load conditions on the motor change.